1、本文以基本的X型斜插板焊接管節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象,進(jìn)行了軸壓試驗(yàn)研究,同時(shí)結(jié)合了非線(xiàn)性有限元數(shù)值分析,主要考察了夾角(θ)和相對(duì)板厚(τ)對(duì)X型斜插板焊接管節(jié)點(diǎn)的軸壓受力性能、破壞模式、極限承載力的影響。
　　首先,分別對(duì)10個(gè)X型斜插板焊接方管(GXS)節(jié)點(diǎn)、10個(gè)X型斜插板焊接矩形管(GXR)節(jié)點(diǎn)及10個(gè)X型斜插板焊接圓管(GXC)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。介紹了試驗(yàn)方案,考察了節(jié)點(diǎn)破壞模式、應(yīng)變分布、延性好壞、極限承載力,同時(shí)討論了θ和τ對(duì)節(jié)

2、點(diǎn)承載力、延性的影響。本試驗(yàn)中GXS節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了兩種破壞模式有:板件失效(θ較大或τ較小時(shí))、管板聯(lián)合失效(τ較大且θ較小時(shí));GXR節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了三種破壞模式有:管壁失效(τ較大時(shí))、板件失效(τ較小且θ很大時(shí))、管板聯(lián)合失效(τ較小且θ較小時(shí));GXC節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了兩種破壞模式有:板件失效(τ較小或θ較小時(shí))、管板聯(lián)合失效(τ較大且θ很大時(shí))。荷載較小時(shí)節(jié)點(diǎn)域應(yīng)變強(qiáng)度均勻分布,荷載增大后,應(yīng)變強(qiáng)度不再均勻分布,應(yīng)力進(jìn)行重分布,焊縫端部應(yīng)變強(qiáng)度

3、最大,應(yīng)力在焊縫端部集中。τ較大時(shí) X型斜插板焊接管節(jié)點(diǎn)的剛度隨θ增大呈增大趨勢(shì);τ較小時(shí),GXR節(jié)點(diǎn)的剛度隨θ增大呈增大趨勢(shì), GXS和GXC節(jié)點(diǎn)的剛度隨θ變化比較復(fù)雜無(wú)明顯變化趨勢(shì)。X型斜插板焊接管節(jié)點(diǎn)的延性隨τ增大而變好;τ較小時(shí), GXS節(jié)點(diǎn)的延性隨θ增大而變好, GXR節(jié)點(diǎn)的延性隨θ增大而變差,GXC延性隨θ的變化無(wú)明顯特征;τ較大時(shí), GXS節(jié)點(diǎn)的延性隨θ增大而變差,GXR和GXC節(jié)點(diǎn)的延性幾乎不受θ的影響。τ較大時(shí),隨著θ

4、的增大,X型斜插板焊接管節(jié)點(diǎn)的軸壓極限承載力呈增大趨勢(shì),但GXS增幅較小;τ較小時(shí),隨著θ的增大,GXS和GXR節(jié)點(diǎn)的軸壓極限承載力呈增大趨勢(shì),GXC節(jié)點(diǎn)的軸壓極限承載力幾乎不變;隨著插板相對(duì)厚度τ增大,X型斜插板焊接管節(jié)點(diǎn)的軸壓極限承載力增大。目前 IIWS規(guī)范不能較準(zhǔn)確計(jì)算X型斜插板焊接管節(jié)點(diǎn)的軸壓極限承載力。
　　隨后本文對(duì)此類(lèi)節(jié)點(diǎn)的極限承載力進(jìn)行了非線(xiàn)性有限元適應(yīng)性分析。分別對(duì)10個(gè)GXS節(jié)點(diǎn)、10個(gè)GXR和10個(gè)GXC節(jié)

5、點(diǎn)進(jìn)行有限元分析,建立了有效且準(zhǔn)確的有限元模型,并比較有限元分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證該有限元模型的適用性。之后,本文分別對(duì)28個(gè)GXS、28個(gè)GXR和28個(gè)GXC節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了非線(xiàn)性有限元參數(shù)分析,考察此類(lèi)節(jié)點(diǎn)受力性能、節(jié)點(diǎn)破壞模式的分布規(guī)律以及幾何參數(shù)θ和τ對(duì)節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響。X型斜插板焊接管節(jié)點(diǎn)的極限承載力受幾何θ和τ的影響比較大。τ比較小時(shí),GXS和GXR節(jié)點(diǎn)極限承載力受其影響顯著,隨τ增大,影響減弱,而τ對(duì)GXC節(jié)點(diǎn)極限承載力的

6、影響比較小;τ較小時(shí),θ對(duì)GXS承載力無(wú)影響,對(duì)GXR和GXC承載力影響也很小可以不予考慮;τ較大時(shí),θ增大GXS承載力增大,GXR承載力在θ數(shù)值較小時(shí)增大,而在θ數(shù)值較大時(shí)幾乎不變甚至有所降低,GXC承載力一直增大到θ達(dá)到最大值90o時(shí)才有所降低。根據(jù)本文研究結(jié)論,對(duì)工程中X型斜插板焊接管節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)提出幾點(diǎn)建議。
　　然后,本文在IIWS規(guī)范中關(guān)于X型斜插板焊接管節(jié)點(diǎn)極限承載力計(jì)算公式的基礎(chǔ)上,通過(guò)一元線(xiàn)性回歸,得到相對(duì)較高精度